U (C,N) als Hochleistungsbrennstoff : Herstellung und Bestrahlungseigenschaften

Ali-Khan, I.; Naoumidis, A.; Pott, G.

Book/Report

FZJ-2016-02775

U (C,N) als Hochleistungsbrennstoff : Herstellung und Bestrahlungseigenschaften

Ali-Khan, I.FZJ* ; Naoumidis, A.FZJ* ; Pott, G.FZJ*

1970
Kernforschungsanlage Jülich, Verlag Jülich

Jülich : Kernforschungsanlage Jülich, Verlag, Berichte der Kernforschungsanlage Jülich 703, 17 p. (1970)

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/11304

Report No.: Juel-0703-RW

Abstract: Carbidische und nitridische Brennstoffe werden für den Einsatz in schnellen Brutreaktoren diskutiert, weil sie im Vergleich zu den Oxiden höhere Stableistungen und Brutraten bieten und damit eine Reduzierung der Brennstoffkreialaufkosten ermöglichen. Notwendig ist jedoch das Erreichen eines Abbrandes von mindestens 100 000 MWd/t. Bei der Verwendung carbidischer Brennstoffe ist mit einigen Nachteilen zu rechnen. So können z. B. eine verhältnismäßig hohe Schwellrate und eine ungünstige Verträglichkeit mit Hüllwerkstoffen auftreten. Letzteres ist auf eine nicht stöchiometrische Zusammensetzung zurückzuführen. Durch Zusätze von Cr, Fe oder Ti versucht man daher, die Verträglichkeit zu verbessern. Die Brennstoffnitride zeigen gegenüber den Carbiden ein besseres Bestrahlungsverhalten und eine gute Verträglichkeit mit Hüllmaterialien, hier wirkt sich aber der hohe Neutronenabsorptionsquerschnitt des Stickstoffs ungünstig auf die Neutronenökonomie aus DJ.Da UC und UN eine lückenlose Mischkristallreihe bilden, könnten die Carbonitride die Vorteile der Carbide und Nitride optimal vereinigen. Im Institut für Reaktorwerkstoffe der KFA Jülich werden seit einiger Zeit Untersuchungen an Urancarbonitriden vorgenommen. Diese Arbeiten beinhalten die Herstellung des Carbonitrids und dessen Verarbeitung zu Pellets durch Heißpressen, die Kompatibilität dieser Mischkristalle mit einigen Stählen, die für Hochleistungsreaktoren als Hüllmaterialien von Interesse sind, und ein begrenztes Bestrahlungsprogramm mit dem Ziel, Erkenntnisse über das "inpile"- Verhalten dieses Kernbrennstoffs unter hoher Leistung zu erhalten. Insbesondere soll das Schwellverhalten, die Spaltgasfreisetzung, die BrennstoffStabilität und die Verträglichkeit mit der Hülle in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Brennstoffs und des Abbrandes untersucht werden. Nachfolgend soll ein genereller Vergleich zwischen Carbid, Nitrid und Carbonitrid gegeben und über die eigenen Arbeiten berichtet werden.

Contributing Institute(s):